技術維修與康明斯知識

柴油柴油機搖臂的清洗檢查及修理方法

 

摘要：柴油機搖臂的工作原理可以用一個簡單的比喻來解釋。搖臂桿就像是一個杠桿，曲軸的旋轉運動作為杠桿的作用力，通過搖臂軸傳遞給氣門，使其產生開閉運動。而搖臂桿的長度和角度則相當于杠桿的長度和角度，可以調節氣門的開閉時間和幅度。柴油機搖臂是柴油機中實現氣門控制的重要部件，由于其部件在柴油機中承擔著重要的作用，需要合理設計和優質材料制造，以確保柴油機的正常運行和穩定性能。康明斯公司在本文中專門就氣門搖臂組工作原理、磨損檢查和維修事項進行論述，為售后人員的維修工作提供參考。

 

一、搖臂組結構與原理

 

      搖臂組通常由搖臂桿、搖臂軸和凸輪等部件組成，如圖1所示。搖臂桿連接著氣門和搖臂軸，而搖臂軸則通過滾子或凸輪與曲軸相連。搖臂是柴油機中的一個重要部件，外形如圖2所示。它承擔著將曲軸的旋轉運動轉化為氣門的開閉運動的工作。柴油機搖臂的工作原理如下：

1、氣門控制

      柴油機搖臂的工作首先要受到氣門控制的指揮。柴油機中的凸輪軸通過正時齒輪與曲軸相連，凸輪軸上的凸輪通過凸輪跟蹤器與搖臂相連。凸輪上的凸點和凹點分別對應著搖臂的上下運動，通過凸輪的不斷轉動，搖臂就能夠按照一定的規律進行上下擺動。

2、氣門升程

      柴油機搖臂的上下擺動是為了控制氣門的開閉。當搖臂上升時，通過活塞推桿將力傳遞給氣門桿，使氣門向下運動，氣門打開；當搖臂下降時，氣門彈簧的作用下，氣門向上彈回，氣門關閉。因此，柴油機搖臂的工作原理是通過搖臂的擺動來控制氣門的開閉，從而實現氣門升程的控制。

3、氣門作動力

      柴油機搖臂的擺動是由凸輪軸上的凸輪提供的動力。凸輪的形狀和凸點的位置決定了搖臂的上下擺動軌跡。凸輪軸上的凸點越高，搖臂上升的幅度就越大；凸點的位置決定了搖臂的升程周期。通過合理設計凸輪的形狀和凸點的位置，可以控制搖臂的擺動速度和擺動幅度，從而實現對氣門的精確控制。

      柴油機搖臂的工作原理決定了氣門的開閉時間和開度，進而影響到燃燒室內的氣流和燃燒過程。因此，搖臂的設計和調整對柴油機的性能和效率至關重要。合理的搖臂設計可以提高柴油機的功率和燃燒效率，降低排放和噪音。

 

圖1  柴油機搖臂組結構和位置圖

圖2  柴油機搖臂結構外形圖

 

二、搖臂磨損原因與檢查

 

       搖臂和搖臂軸常見缺陷是搖臂和搖臂軸的磨損。

1、原因分析

      柴油機缺少機油或長期缺乏保養，機油不清潔，機油泵工作壓力低是加速氣門搖臂磨損的重要原因。

      柴油機配氣機構的凸輪軸、搖臂氣門桿及搖臂軸的潤滑，都靠缸體后上角一小孔流出的機油進行潤滑的。為保證油道的機油壓力和其它零件的正常潤滑，此孔有規定尺寸，是一機油量孔，如果柴油機長期缺乏保養，機油過臟、變質都容易將此孔堵塞，輕則造成缸蓋上零件，如搖臂等潤滑不良，加速磨損，重則使凸輪軸咬死，同樣原因如柴油機潤滑油不足或機油泵工作壓力過低，也會使缸蓋上的搖臂等零件潤滑不良而加速磨損。

2、故障表現

      搖臂和搖臂軸磨損的現象是使氣門間隙發生變化。 

（1）搖臂損傷嚴重的部位常在搖臂頭部柱面與調整螺釘球面。搖臂頭部柱面在工作中不斷與氣門桿發生撞擊、摩擦，易產生磨損或凹坑，嚴重時甚至產生裂紋（如圖3所示）。

（2）對于帶氣門間隙調整螺釘的搖臂，應檢查調整螺釘、鎖緊螺母和搖臂上的螺孔，損壞時更換。

（3）對于帶軸承的浮動搖臂，若軸承磨損嚴重或損壞應更換搖臂。

（3）對于帶搖臂軸的搖臂，若心軸有穴蝕或拉傷應予以更換，如圖4所示。

圖3  檢查搖臂有無裂紋或異常磨損

圖4  柴油機搖臂軸有無穴蝕或拉傷損壞檢查

 

3、檢查方法

① 檢查搖臂球面部位

      用圓弧半徑測量搖臂撞頭圓弧，用游標卡尺或千分尺測量搖臂撞頭，與標準值≯0.50 mm比較。輕微的磨損溝痕用油石或磨光機修磨，磨損嚴重時更換搖臂。

② 檢查搖臂軸向跳動和軸頸磨損

 

圖5  外徑千分尺測量搖臂軸直徑

圖6  手感檢查搖臂與搖臂軸配合間隙

 

③ 檢查搖臂軸彎曲變形

      搖臂軸直線誤差在100mm以內，直線度≯0.03 mm。超過允許極限，應采用冷壓校直或更換搖臂軸。

④ 檢查搖臂和搖臂軸間隙

     可用外徑千分尺測量搖臂軸的外徑，用內徑卡表（如圖7a）或內徑百分表（如圖7b）搖臂孔的內徑，兩者之差即為搖臂和搖臂軸間的間隙，如圖8所示。它們最大磨損允許間隙為0.20～0.25mm。

 

圖7  柴油機搖臂空內徑檢查

圖8  搖臂襯套孔內徑檢查示意圖

 

三、康明斯搖臂維修注意事項

 

1、檢修要點

      檢修搖臂組之前，首先需要拆開搖臂室，同時檢查其是否有裂紋現象，如圖9所示。

（1）檢查機油孔是否有阻塞現象，油槽是否積有污垢，必須清理干凈，油路要暢通。 　　

（2）某些柴油機采用鋁制搖臂代替鑄鐵搖臂。因此，在搖臂軸縱向加了一些油槽。

注意：未加油槽的搖臂軸不能用于鋁制搖臂。 　　

（3）軸承蓋及搖臂軸的檢修及安裝，零件組成如圖10所示。   　　

① 軸承蓋(支座)的接合面的磨損和不平，以及搖臂軸承孔和螺栓孔的磨損、不圓等的檢查，根據損傷情況，予以修整。 　　

② 搖臂軸油孔、油槽是否暢通，軸桿是否有彎曲、磨損，V形凹槽有無損傷，應修整完好。 　　

③ 安裝時應使搖臂V形凹槽向上，朝前軸承蓋承孔裝入。

注意：左搖臂軸為進氣邊.軸長些；右搖臂軸為排氣邊，軸短些。 　　

（4）應檢查波狀彈簧墊圈彈性是否合適。裝置時，應將波狀彈簧墊圈平整地放于正確位置。 

 

圖9  檢查搖臂室殼體裂紋現象

圖10  柴油機搖臂總成零件示意圖

 

2、常規修理步驟

（1）用清洗液清理搖臂組所有零件，如圖11所示。其后再用壓縮空氣吹干所有零件，如圖12所示。

（2）用壓縮空氣清理所有油道（包括搖臂軸上的油孔和搖臂體內的油孔）。

（3）用磁力探傷法檢查搖臂表面有無裂紋損傷。

（4）搖臂上氣門間隙調整螺釘的球窩必須是正確球形。用6.35mm的球形規檢查，如螺釘底部磨平。有明顯的傷痕或粗糙時，應予以更換。

（5）檢查進排氣門搖臂與丁字壓板的接觸凸面有無磨損或損傷、必要時可更換搖臂。

（6）檢查所有螺釘和搖臂螺釘孔的螺紋狀態。檢查螺釘鎖緊螺母處的螺紋有無扭曲，螺釘在搖臂螺釘孔中必須轉動自如。

（7）檢查噴油器驅動搖臂上的噴油器座與噴油器銷是否正確配合，應更換損壞的噴油器座。

（8）檢查搖臂襯套有無損傷或凹坑，用內徑千分表檢查襯套內徑。 KTA50型柴油機搖臂襯套內徑為34.887～34.997mm。

（9）如搖臂襯套磨損超過磨損極限，就應當用搖臂襯套心軸壓出襯套，清洗襯套座孔并用壓縮空氣吹干，然后壓入新襯套。

（10）進氣門搖臂必須在有道鉆孔內裝一步通孔鉚塞，噴油器和排氣搖臂則不能再油道鉆孔內裝不通孔鉚塞，在搖臂上的油道鉆孔必須是敞開的，一邊能潤滑丁字壓板和噴油器驅動銷。

（11）檢查搖臂軸的磨損及傷痕。由于搖臂在搖臂上運動，在軸上產生臺肩或凸起時，應將搖臂軸更換。6BT型柴油發電機組的搖臂軸徑徑為34.823～34.862mm。

（12）搖臂軸上有三個具有相同中心高度的油道鉆孔，裝配時必須向搖臂帶有調整螺釘的那一端。在主油道鉆孔內的堵塞，必須是靠近排氣搖臂。

 

圖11  柴油機搖臂組件清潔方法

圖12  吹干搖臂和軸支架

 

 總結：

      柴油機搖臂是柴油機中實現氣門控制的重要部件，它通過將曲軸的旋轉運動轉化為氣門的開閉運動，實現了柴油機的正常工作。搖臂桿、搖臂軸和滾子或凸輪等部件在柴油機中承擔著重要的作用，需要合理設計和優質材料制造，以確保柴油機的正常運行和穩定性能。搖臂的工作原理直接影響到氣門的開閉時間和開度，進而影響到柴油機的性能和效率。因此，在柴油機維修和調整過程中，需要重視搖臂的檢查，以實現更好修復的柴油機性能。

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